Question

為了證明銅與稀硝酸反應產生的是NO，某校學生實驗小組設計了一個實驗，
其裝置如下圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個用金屬絲固定的干燥管，
內裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的打氣球。

（1）實驗時，為在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，必須事先除去其中的空氣。其中第一步實驗操作為：                          。從裝置的設計看，確定E中空氣已被趕盡的實驗現象是：______________。
（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的離子方程式為                           。有人認為E中收集到的可能是H₂而不是NO，如何證明？                                                 。
（3）實驗過程中，發現在未鼓入空氣的情況下，E中就產生紅棕色。有人認為是由裝置E部分設計不當造成的。你認為裝置應改進的地方是       。
（4）裝置D的作用是       。

Answer 1

（1）將裝CaCO₃的干燥管下移與稀HNO₃反應產生CO₂；C處出現白色沉淀
（2）3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O用F向E中鼓入空氣，E內氣體由無色變成棕色
（3）應左導管短，右導管長有利于排盡空氣  （4）吸收多余的尾氣，防止污染環境

試題分析：（1）要除去裝置中殘留的空氣，可以利用碳酸鈣和硝酸反應生成的CO₂來實現，即將裝CaCO₃的干燥管下移與稀HNO₃反應產生CO₂；當裝置中空氣被排盡后，C中的澄清石灰水會變混濁，據此可以判斷E中空氣已被趕盡。
（2）硝酸是氧化性酸，和銅反應的離子方程式是3Cu+8H⁺+2NO₃^-＝3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。由于NO極易被氧化生成紅棕色的NO₂，據此可以證明。即操作是用F向E中鼓入空氣，E內氣體由無色變成棕色
（3）在未鼓入空氣的情況下，E中就產生紅棕色，這說明E中空氣沒有完全被排盡。由于CO₂的密度大于空氣的，因此正確的設計應該是左導管短，右導管長，這樣才有利于排盡空氣。
（4）NO、NO₂等都是大氣污染物，氫氧化鈉溶液的主要是吸收多余的尾氣，防止污染環境。
點評：該題是中等難度的試題，也是高考中的常見題型。在注重對硝酸基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。